在人教版《數(shù)學(xué)》教材八(上)第13章《軸對稱》配套的練習(xí)冊上有這樣一道幾何習(xí)題:
題目 如圖1,△ABC中, AB=AC,D為BA延長線上一點(diǎn),E為AC上一點(diǎn),且AD=AE,求證:DE⊥BC。
對于上述問題,從不同的角度進(jìn)行思考探究,可得到不同的解法。
一、借用輔助平行線求解
解法1 如圖2,過D點(diǎn)作DF∥AC交BC的延長線于F,則∠F=∠ACB,∠1=∠3。
又AB=AC,AD=AE,
所以∠B=∠ACB,∠2=∠3。
所以∠F=∠B,∠1=∠2。
由∠F=∠B,可知△DBF為等腰三角形。
因為∠1=∠2,
所以DE⊥BC(等腰三角形中三線合一)。
解法2 如圖3,過A點(diǎn)作AH∥BC交DE于H,則∠1=∠B,∠2=∠C。
因為AB=AC, 所以∠B=∠C,所以 ∠1=∠2。
又因為AD=AE, 所以 AH⊥DE(等腰三角形中三線合一)。
因為AH∥BC,所以DE⊥BC。
解析3 如圖4,過點(diǎn)D作DK∥BC交CA的延長線于K,則∠1=∠B,∠K=∠C。
因為AB=AC, 所以∠B=∠C ,所以∠1=∠K, 所以AK=AD。
又因為AD=AE, 所以AK=AD=AE,
所以∠KDE=90°,即DE⊥DK。
因為DK∥BC,所以DE⊥BC。
解法4 如圖5,過點(diǎn)E作EP∥BC交AB于P,則∠1=∠B,∠2=∠C。
因為AB=AC,所以∠B=∠C,
所以∠1=∠2,
所以AP=AE,又AE=AD,
所以AP=AE=AD。
所以∠DEP=90°,即DE⊥PE。
因為PE∥BC,
所以DE⊥BC。
解法5 如圖6,過點(diǎn)A作AM∥DE交BC于M。
請有興趣的讀者依照上述思路探索證明。
二、利用垂直的定義證明
解法6 如圖7,延長DE交BC于N,由AD=AE,AB=AC,
可得∠1=∠D,∠B=∠C。
又∠1=∠2, 所以∠D=∠2。
又∠D+∠B+∠3=180°=∠2+∠4+∠C,所以∠3=∠4。
又∠3+∠4=180,所以∠3=∠4=90°。
即DE⊥BC。
解法7 如圖8,延長DE交BC于G,
由AD=AE,AB=AC,可得∠D=∠1=∠2,∠B=∠C。
所以∠3=∠B+∠D=∠C+∠2。
又∠3+∠2+∠C=180°,所以2∠3=180°,所以∠3=90°。
即DE⊥BC。
解法8 如圖8,因為∠BAC=∠D+∠1=2∠D,
又∠BAC+∠B+∠C=180°, 即∠BAC+2∠B =180°,
所以2∠D+2∠B =180°, 所以∠D+∠B =90°。
所以∠DGB=90°。
即DE⊥BC。
由此可見,思考的角度不同,所應(yīng)用的知識點(diǎn)不同,得到的相應(yīng)解法也不同,上述幾種解法各有特點(diǎn),尤其以解法6為最佳。在平時的學(xué)習(xí)中,同學(xué)們要加強(qiáng)一題多解、一題多變、多題一解的訓(xùn)練,要善于反思,樂于探究,勤于總結(jié)。只有這樣,才能激活思維,拓展思路,提高解題能力。